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广西地质
GUANGXI GEOLOGY
1999
年
第
12
卷
第
3
期
Vol.12 No.3
1999
MODFLOW
——一套水文地质学
实用计算软件
蒋亚萍
陈余道
〔摘
要〕
MODFLOW
是水文地质学领域内一套实用的计算软件
,
文章对
它的特点与应用、总体结构以及所包含的子程序包作了介绍，阐述了该
软件的接触方式和在我国推广的必要性。
〔关键词〕
MODFLOW
；水文地质学；计算软件
〔中图分类号〕
TP 317
〔文献标识码〕
E
〔文章编号〕
1003-7861(1999)03-0075-04
MODFLOW
——
A
PRACTICAL CACULATING SOFTWARE
IN THE
FILED OF HYDROGEOLOGY
JIANG
Ya-ping
，
CHAN Yu-dao
(Guilin Institute of Technology, Guilin
541004,China )
Received September 28,
1998;Revised version accepted January
25,1999
Abstract
MODFLOW
is
a
practical
calculating
software
in
the
filed of
hydrogeology. In the paper,its characteristics and
applications,
total
constrution
and
its
sub-routine
library
were
introduced. In the meantime, how to
contact with it and the
necessary to
spread it in our country were detailed.
Key
Words:
MODFLOW
；
hydrogeology
；
compute
software
1
MODFLOW
的由来
MODFLOW
< br>是英文名称
Modular Three-dimensional
Finite-difference Ground-water flow
model
（三维有限差分地下水
流模型）的简称。由美国地
质调查局（
ical Survey
）于
80
年代开发出的一套专门用于孔隙介质中地下水流动数值模拟的软件。自
问世以来，
MODFLOW
已经在全世界范围内，
在科研、生产、环境保护、
城乡发展规划、水资源利用等许多行业和部门得到了广泛的应
用，已经
成为最为普及的地下水运动数值模拟的计算机程序
［<
/p>
1
］
。
在
MOD
FLOW
问世之前，美国地质调查局已经先后开发了一系列用于
模拟地下水二维和三维流动的计算机程序并已在美国地质调查局内广泛
使用（
Trescott,1975;
Trescott
和
Larson,1976
；
Tre
scott,Pinder
和
Larson,1976
）。
MODFLOW
就是在这些早期工作的基
础上发展起来的。
其目的就是发展一套容易修改、实用的计算机软件供水文地质工作者使
用。此外，由于当时计算机硬件的限制，开发
MODFLOW<
/p>
的另一个要求是
能有效地利用计算机的内存以及提高运算速度。<
/p>
2
MODFLOW
的特点及应用
MODFLOW
最初由
FORTRAN
66
版本写成
（
Mcdonald
和
Harbangh,1984
）
，
后来作者又在
198
8
年将其移植为
FORTRAN
77
语言。虽然最近
Harbaugh
等人
又将
MODFLOW
用
FORTRAN
90
语言重写，并称为
MODFLOW
96
，但在
内容上
MODFLOW
96
与
MODFLOW 88
并没有太
大的差别，大多数水文地质
工作者仍采用
MODFLOW
88
。
MODFLOW
的一个最显著的特点是采用了模块化的结构。它
一方面将
许多具有类似功能的子程序组合成为子程序包，另一方面是用户可以按
实际工作需要选用其中某些子程序包对地下水运动进行数值模拟。
此外，
这种模块化结构使程序易于理解、修改，甚至添加新的子程序包。自从
< br>MODFLOW
问世以来，已经有许多新的子程序包被开发出来，用来解决
MODFLOW
本身不能解决的问题。例如，模拟河流与含水层之间水
力联系
的河流子程序包（
Prudic
，
1989
）；模拟由于抽水引起地面沉降的子程
序包（
Leake
和
Pr
udic,1988
）；模拟水平流动障碍（
Horizont
al
flow-barrier
）的子程序包（
Hsieh
和
Freckleton,1993
）等。这些新子
程序包的加入，大大提高了
MODFLOW
的应用范围。
虽然
MODFLOW
本身仅限于模拟地下水在孔隙介质中的流动，但大量
实际工作表明，只要恰当使
用，
MODFLOW
也可以用来解决许多地下水在
裂隙介质中的流动问题。不仅如此，经过合理的线性化，
MODFLOW
还可
以用来解决空气在土壤中的流动问题（
Guo
，
1995
）．将
MODFLOW
与其
它用于溶质运移模拟的
程序结合起来，还可以用来模拟诸如海水入侵等
地下水密度为变量的问题（
GuO
和
Bennett,
1997
）。
MODFLOW
之所以能得到如此广
泛的应用，一个很重要的因素就在于
其设计上的合理性。参与
M
ODFLOW
设计、编程的工作人员大多都是具有
丰富实际经验
的著名水文地质学家。因此，
MODFLOW
的使用说明书本
身
就是一部关于地下水数值模拟方面的教科书，很值得广大水文地质工作
者阅读参考。
3
MODFLOW
的总体结构及子程序包
与任何一个
FORTRAN
程序一样，
MODFLOW
< br>包括一个主程序和一系列
相对独立的子程序包。每个子程序包又包括有多个模块和
子程序。
在整个模拟过程中，可分为一系列应力期。每个应力期内，所有的
外应力，如抽水量、
蒸发量等保持为常数。每个应力期又可再分为若干
个时间段。通过对有限差分方程组的求
解，可以得到每个时间段结束时